复合含糖聚合物的制备及其与蛋白质和癌细胞的相互作用

发布时间：2017-08-22 05:14

  本文关键词：复合含糖聚合物的制备及其与蛋白质和癌细胞的相互作用

  更多相关文章： 含糖聚合物 材料表面 复合含糖聚合物材料 生物应用

【摘要】：近年来,随着人们对含糖聚合物的认识和研究,含糖聚合物受到了越来越广泛的研究。糖与蛋白质的特异性分子识别在许多生命活动中都起到非常重要的作用,例如受精,宿主与病原间作用,细胞间信息交流,免疫反应和癌症转移等。但单个配体与蛋白质或受体间的作用力是有限的,通常以糖链的方式来达到有效的特异性识别。另一方面,自然界中的糖链往往包含多种不同的糖分子,并且糖分子之间排列方式对其功能有较大的影响,为了更好的研究糖链与蛋白及其他生物分子的作用,我们寻求便利高效的合成手段,制备侧链上挂有(不同)配体的含糖聚合物,从而增强与蛋白质的作用力。同时利用这种异质性的识别来进行亲和性和选择性的调节。含糖聚合物的特异性识别能力赋予其很好的生物应用前景,因此在前述工作的基础上,我们探索了在材料表面进行含糖聚合物的快速合成及癌细胞抓取等应用研究。研究内容主要从下面三个方面展开:(1)通过乌吉反应和点击化学的方法模块化制备异质糖含糖聚合物为了更好的模拟自然中糖与蛋白质间相互作用,我们提出了一种通过结合乌吉反应和点击化学的方法制备侧链含不同糖基元的模块化异质糖含糖聚合物的方法并以此为模型来研究糖与蛋白质间的相互作用。为了证实该含糖聚合物的结构,我们以mPEG-COOH为模型进行了上述的实验。核磁共振测试,凝胶渗透色谱测试和基质辅助激光解析电离大分子飞行时间质谱实验证实了我们的设计。最终得到的异质糖含糖聚合物(PM-GM)和均质糖含糖聚合物(PM-GG和PM-MM)都可以在水溶液中通过自组装形成纳米颗粒,透射电镜和动态光散射的结果表明其粒径的均一稳定性。蛋白质浊度实验,耗散型石英晶体微天平实验和细菌粘附实验很好的说明,与均质糖含糖聚合物相比,通过该方法制备的异质糖含糖聚合物对其相应的蛋白质/凝集素有着更强的亲和力。(2)水相条件下通过单电子转移-活性自由基聚合的方法快速制备复合含糖聚合物表面我们首次通过单电子转移-活性自由基聚合的方法在水相环境下进行了硅表面修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-N-丙烯酰氨基葡萄糖)聚合物刷的工作。该聚合可快速发生,并且表现出较好的可控性,研究中可通过改变丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)的含量来制备不同糖含量的共聚表面。同时,我们研究了AGA含量不同的情况下表面浸润性和温敏性的变化。我们用该方法制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-N-丙烯酰氨基葡萄糖)修饰的硅表面在不同温度下进行了非特异性蛋白质的排斥实验和特异性蛋白质的吸附实验。(3)通过单电子转移-活性自由基聚合和点击化学的方法制备可用于捕获癌细胞的复合含糖聚合物材料循环肿瘤细胞存在于病人的血液中,其含量非常低,因此发现一种更加高效,经济和特异性的捕获癌细胞的方法是非常重要的并且一直以来都是一个难题。基于上述难题,我们首次在硅纳米线表面接枝了含糖聚合物-聚丙烯酰氨基葡萄糖(PAGA)和核酸适配体(aptamers),这两种物质分别通过表面引发单电子转移活性自由基聚合和点击化学的方法接枝在表面。为了验证聚合物在表面的接枝可控性,我们选取了2-溴代异丁酸羟乙醇酯(HEBiB)为牺牲引发剂进行了实验,对不同反应时间下得到的聚合物进行了表征。在血浆环境下,我们发现PAGA修饰的表面可在一定程度下捕获少量的癌细胞。同时,在PAGA存在的情况下,通过引入少量的aptamers后,该表面可以捕获大量癌细胞。而作为对照实验,所有的表面对Baf3细胞的捕获均较少。
【关键词】：含糖聚合物 材料表面 复合含糖聚合物材料 生物应用
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-38
• 1.1 含糖聚合物简介12-13
• 1.2 平面型含糖聚合物刷的合成13-23
• 1.2.1 “Grafting-to”方法14-19
• 1.2.2 “Grafting-from”方法19-23
• 1.3 含糖聚合物刷的生物应用23-27
• 1.3.1 对蛋白质的识别作用23-25
• 1.3.2 对细菌的识别作用25
• 1.3.3 对细胞的识别作用25-26
• 1.3.4 对病毒的识别作用26-27
• 1.4 课题的提出27-28
• 1.4.1 研究目的27
• 1.4.2 课题主要研究内容27-28
• 1.5 参考文献28-38
• 第二章 通过乌吉反应和点击化学的方法制备异质糖含糖聚合物38-61
• 2.1 引言38-39
• 2.2 实验部分39-47
• 2.2.1 实验原料与试剂39-41
• 2.2.2 实验仪器41-42
• 2.2.3 叠氮化葡萄糖的合成42-43
• 2.2.4 叠氮化甘露糖的合成43
• 2.2.5 炔丙基异氰基酰胺的合成43
• 2.2.6 通过乌吉反应和点击化学的方法制备侧链含特定结构的异质糖糖聚合物43-46
• 2.2.7 聚合物性质表征46-47
• 2.3 结果与讨论47-55
• 2.3.1 通过乌吉反应和点击化学的方法制备侧链含相对模块化结构的异质糖含糖聚合物47-50
• 2.3.2 两亲性含糖聚合物在水溶液中的自组装行为的研究50-52
• 2.3.3 浊度实验52-53
• 2.3.4 耗散型石英晶体微天平监控（QCM-D）53-54
• 2.3.5 细菌粘附实验54-55
• 2.4 本章小结55
• 2.5 参考文献55-61
• 第三章 水相条件下通过单电子转移-活性自由基聚合的方法快速制备复合含糖聚合物表面61-83
• 3.1 引言61-62
• 3.2 实验部分62-71
• 3.2.1 实验原料与试剂62-64
• 3.2.2 实验仪器64
• 3.2.3 N-丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)的合成64-65
• 3.2.4 水溶性引发剂mPEG-Br的合成65
• 3.2.5 Poly(NIPAAm-co-AGA)无规共聚物刷改性硅片表面制备复合含糖聚合物材料65-67
• 3.2.6 材料表面性质和聚合物性质表征67-69
• 3.2.7 同位素标记蛋白质吸附的测试69-71
• 3.3 结果与讨论71-77
• 3.3.1 水相体系下表面引发SET-LRP制备poly(NIPAAm-co-AGA)复合含糖聚合物硅材料71-73
• 3.3.2 AGA含量在表面浸润性方面的影响73-75
• 3.3.3 不用蛋白质的吸附实验75-77
• 3.4 本章小结77
• 3.5 参考文献77-83
• 第四章 通过单电子转移-活性自由基聚合和点击化学的方法制备可用于捕获癌细胞的复合含糖聚合物材料83-106
• 4.1 引言83-84
• 4.2 实验部分84-91
• 4.2.1 实验原料与试剂84-86
• 4.2.2 实验仪器86-87
• 4.2.3 N-丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)的合成87
• 4.2.4 通过SET-LRP和click chemistry的方法制备硅纳米线复合含糖聚合物材料87-89
• 4.2.5 材料表面性质和聚合物性质表征89-90
• 4.2.6 基于硅纳米线复合含糖聚合物材料的细胞培养和捕获实验90-91
• 4.3 结果与讨论91-99
• 4.3.1 水相体系下表面引发SET-LRP聚合91-92
• 4.3.2 硅纳米线的制备及表征92-96
• 4.3.3 硅纳米线复合含糖聚合物材料表面的细胞捕获实验96-99
• 4.4 本章小结99-100
• 4.5 参考文献100-106
• 第五章 全文总结106-108
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文108-109
• 致谢109-111

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